材料变形的自然规律。因此,采用冷碾铆接法所需设备吨位极小,节省费用,符合开关机构发展的需要。
(2)冷碾铆接法使铆钉的变形顺从金属自然流向,不会降低材料的缺口冲击韧性和延展性,减少了在铆钉墩头周围出现切向拉应力过高的危险,铆后材料无折断纤维流,能提高铆钉的承载能力。将摆动冷碾铆接与传统锤击、冲压铆接试件做破坏性试验后知,冷碾铆接法所产生的联接强度约高于传统铆接的 80%。冷碾铆接后铆钉几乎无弯曲、鼓肚和墩粗等变形现象。同时与铆钉相连的部件毫无变形。而用锤击、冲压铆接,由于是事例施压,冲击盛开,上述缺陷较为明显。旋铆工艺在强度方面可以满足开关机构的高可靠性需求,这一点是开关机构采用此工艺的主要原因之一。
(3)冷碾铆接法旋铆头在铆钉上作纯滚动而无滑动,铆钉成型后的表面粗糙度仅取决于铆头,而旋铆头表面粗糙度容易保证,因而采用冷碾铆接铆钉表面光洁美观是其他铆接方法所不能比拟的,在某种程度上保证了产品的高档次水平。
(4)采用冷碾铆接法铆接时几乎无噪声(低于70db)、无振动。而传统的锤击、冲压铆接方式噪声超过90db,这样可以给操作工提供比较舒适的操作环境。
(5)冷碾铆接机操作方便安全。冲床冲铆经常发生冲掉手指等恶性事故,人工锤铆误伤也时有发生,而碾铆相对较安全。主轴虽有旋转,但有可行的安全保护罩,铆头与工件接触面小,安全相对可控。
(6)使用冷碾铆接机时,由于铆钉材料具有特别好的形变性能,铆杆不会出现质量问题,寿命较高,同时,只要改变铆头的形状,就可以铆接多种形状。
以上所述,旋铆的特性保证了开关机构部件的连接强度,为开关的安全运行提供了安全保障。
三、开关机构典型实例解析
1.实例一
某款型号操动机构其中的一个凸轮装配如图 3所示,滚轮为承力零件,滚轮和销轴之间需要涂抹润滑脂,且能在铆接销轴上非常灵活转动。若采用焊接,需要在焊接后进行电镀,由于电镀工艺限制,滚轮和销轴之间的缝隙很难电镀完全,在电镀过程中还会残留电镀液产生镀后锈蚀的情况,并且无将润滑脂涂到转动部位,这样滚轮的运动会不灵活,产品的性能就会很难稳定。若电镀后组装焊接,由于焊接的热量会使润滑脂融化流出,润滑作用消失,电镀后焊接也不符合正常的生产流程。因此类似此处连接方式采用焊接工艺被否定了,只能采用铆接工艺。
常规铆接为手工涨铆,生产效率较低,劳动强度较大,铆接松紧效果不一致,外观质量差,产品档次低等,特别是劳动成本升高迫使我们必须改变生产方式。
旋铆给我们提供了很好的解决方案,图 4的三个物料按照旋铆工艺要求进行结构设计,销轴端部加工出凹槽,凸轮孔铆接侧进行倒角处理,这样铆接后销轴端部不会超出倒角侧面,不会影响与其他物料配合。销轴分别电镀,涂油后进行铆接,铆接后电镀层破坏面很小,铆接效果一致性很好,经过试验,机构操作 10,000次正常,没有任何松动,可以满足使用。
2.实例二
图 5为焊接工艺需要的结构方案,为保证焊接强度,需要在图示板焊接位置进行倒角,增加焊点空间,焊接强度可以满足使用要求。焊接的缺点:存在热变形;不锈钢材质焊接后容易引起碳化物的析出,盐雾试验会有锈蚀,不能达到防腐标准;投入焊接工序,劳动强度大;焊接后外观存在氧化,表面效果差,产品档次低。
经过结构调整采用旋铆工艺,结构如图6和图7所示,板件取消倒角,加长轴(直径 6mm)高出板平面 2.5mm。
旋铆投采用最常用的平头,经过旋铆后,铆接位置的材料在旋压力的作用下向周围偏移,形成饼状台阶,使轴和板能够紧密的结合在一起(图 8)。
由于没有热变形,成品不存在变形;没有氧化层,不会有碳化物析出,也就不会降低抗腐蚀能力。因此,和焊接工艺相比,各方面表现都很好。
图 9是旋铆和焊接的实物在盐雾试验 120小时之后的照片对比,图片左侧为旋铆工艺的物料;右侧为焊接工艺的物料,其中焊料填充物是不锈钢焊丝,采用氩气保护氩弧焊工艺。从图片效果不难看出,旋铆工艺没有降低不锈钢的防腐性能,但焊接工艺降低了防腐性能。从这个试验得出结论:在户外的产品中,不锈钢焊接工艺尽可能的不使用或少使用,最好采用旋铆等冷加工方式使不锈钢物料连接在一起,从而避免焊接的热源对不锈钢物料的影响。
四、结语
综上所述,旋铆工艺作为连接可靠,生产高效,质量稳定的工艺方法,在工业生产中发挥着重要作用,同样适用于开关操动机构。相信经过技术工艺人员的努力,能够为机构行业提供质量稳定,性能可靠,加工费用低而档次高的产品。 IM
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